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Dado o caminho fechado λ : [a, b] → R2−{0}, de classe C1, indique com A(t) a “área orientada” do paralelogramo determinado pelos vetores λ(t) e λ′(t) para cada t ∈ [a, b]. Mostre que o número de voltas que λ percorre em torno da origem é dado por: n(λ; 0) = 1/2π ∫ b a A(t)/|λ(t)|2 dt.
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Ensinando Através de Questões

há 2 meses

Respostas

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há 2 meses

Para resolver essa questão, precisamos entender a relação entre a área orientada do paralelogramo formado pelos vetores \(\lambda(t)\) e \(\lambda'(t)\) e o número de voltas que o caminho \(\lambda\) dá em torno da origem. A área orientada \(A(t)\) do paralelogramo formado pelos vetores \(\lambda(t)\) e \(\lambda'(t)\) pode ser expressa como o determinante da matriz formada por esses vetores. A fórmula que você mencionou, \(n(\lambda; 0) = \frac{1}{2\pi} \int_a^b \frac{A(t)}{|\lambda(t)|^2} dt\), relaciona essa área com o número de voltas que o caminho dá em torno da origem. A integral \(\int_a^b \frac{A(t)}{|\lambda(t)|^2} dt\) calcula a soma das áreas orientadas ao longo do caminho, normalizadas pela distância ao quadrado da origem, o que nos dá uma medida do "giro" do caminho em torno da origem. Portanto, a expressão correta que relaciona o número de voltas que o caminho \(\lambda\) dá em torno da origem é: \[ n(\lambda; 0) = \frac{1}{2\pi} \int_a^b \frac{A(t)}{|\lambda(t)|^2} dt. \] Se precisar de mais detalhes ou explicações sobre algum passo específico, é só avisar!

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